To investigate the antibiotic-resistant patterns and the gene types of extended-spectrum $\beta$-lactamase (ESBL)-producing Klebsiella pneumoniae, we collected 226 Klebsiella pneumoniae strains from three general hospitals with more than 500 beds in Busan, Korea from September 2004 to October 2005, The minimum inhibitory concentration (MIC) of antibiotics was measured using the Gram-negative susceptibility (GNS) cards of Vitek (Vitek system, Hazelwood Inc., MO, U.S.A.). Of the 226 K, pneumoniae isolates, 65 ESBL-producing K. pneumoniae strains were detected by the Vitek system and confirmed by the double-disk synergy test. TEM (Temoniera) type, SHV (sulfhydryl variable) type, and CTX-M (cefotaxime) type genes were detected by polymerase chain reaction. All 65 K. pneumoniae strains were resistant to ampicillin, cefazolin, cefepime, ceftriaxone, and aztreonam, and 83.0% of the organisms were resistant to ampicillin/sulbactam, 66.1% to tobramycin, 67.6% to piperacillin/tazobactam, 61.5% to ciprofloxacin, and 47.6% to trimethoprim/sulfamethoxazole, and 43.0% to gentamicin. TEM-type ESBLs (TEM-1 type, -52 type) were found in 64.6% (42 of 65) of the isolates, SHV-type ESBLs (SHV-2a type, -12 type, -28 type) in 70.7% (46 of 65) of isolates, and CTX-M-type ESBLS (CTX-M-15 type) in 45% (29 of 65) of isolates. Of the 65 ESBL-producing K. pneumoniae strains, two strains were found to harbor blaSHV-28, which were detected in Korea for the first time. Therefore, more investigation and research on SHV-28 are needed in order to prevent the ESBL type-producing K. pneumoniae from spreading resistance to oxyimino cephalosporin antibiotics.
This study was conducted to investigate O group serotyping, antimicrobial drug resistance and distribution of extended spectrum ${\beta}$-lactamase of 203 Escherichia coli(E. coli) isolated from poultry in Korea during the period from April in 2003 to December 2005. The serogroup of 69.4% of isolates was determinated ; O 78(32.5%), O88(7.9%). O15(6.9%) and O141(6.4%) were the most common. These E. coli isolates showed resistance to nalidixic acid(92.6%), streptomycin(81.8%), ampicillin(77.3%), ciprofloxacin(70.9%), sulfisoxazole(66.5%) and trimethoprim(58.1%), respectively. The bla CTX$_{-M-3\;like}$(2 strains) and bla$\;_{CMY-2}$(2 strains) genes producing extended spectrum ${\beta}$ - lactamase(ESBL) were detected in four wild strains resistant to the third generation cephalosporin, respectively. The presence of the ESBL genes was confirmed in all transconjugants by PCR analysis with primers encoding CTX-M-3 like types or CMY-2.
The production of extended-spectrum ${\beta}$-lactamases ($ESBL_S$) is the main mechanism of bacterial resistance to third-generation cephalosporins and monobactams, whose prevalence varies depending on the different geographical areas. In the last years it has increased notably to the point of being considered a health problem of great importance. The characterization of the ESBLs producing Klebsiella penumoniae strains present in clinical isolates is time-consuming. I describe here the development of a new system, which consists of a multiplex PCR. I found 51 K. pneumoniae strains to be presumptive strains ESBLs producers by clinical and laboratory standards institute (CLSI) guidelines. The double disc synergy test showed 47 positive K. pneumoniae, which were K. pneumoniae isolates. All ESBLs producing K. pneumoniae strains were resistant to antibiotic amikacin, gentamicin and ciprofloxacin. By multiplex PCR analysis, $bla_{TEM}$ gene in 17 strains 44 $bla_{SHV}$ genes and $bla_{CTX}$ genes in 33 strains were identified. In this study, the multiplex polymerase chain reaction (PCR) assay was a good method to detect and differentiate ESBLs producing K. penumoniae strains in clinical isolates.
최근 extended-spectrum $\beta-lactamase$ 생산 임상 균주의 급속한 증가와 확산은 매우 심각한 문제를 야기하고 있다. 이에 국내에서 extended-spectrum $\beta-lactamase$ 생산 임상 균주의 발생율을 파악하고자 국내 한 대학병원에 입원한 환자로부터 대장균을 분리하여 항생제 감수성 검사를 실시하였다. 충 233균주 중 184균주 $(78.9\%)$가 ampicillin에 대해 내성을 나타냈으며, 80균주$(34.3\%)$가 cephalothin에, 93균주$(39.9\%)$가 gentamicin에, 64균주$(27.5\%)$가 norfloxacin에 대해 내성을 나타내었다. 이중 17균주$(7.3\%)$가 double disk synergy test에 의해 양성반응을 나타낸 것으로 확인되었고, 이들에 대해서 6가지 항생제에 대한 최소 억제 농도를 추가적으로 시험한 결과, 13 균주가 4가지 이상의 다른 계열의 항생제에 대한 다중 약제 내성인 것으로 나타났다. Isoelectric focusing gel electrophoresis에 의한 pI값과 DNA 염기서열을 분석한 결과 5균주가 TEM-1,1균주가 TEM-15,1 균주가 TEM-20,4균주가 TEM-52,2균주가 TEM-1과 AmpC, 1균주가 TEM-1과 OXA-30,1 균주가 TEM-1과 OXA-33,1 균주가 TEM-1, CTX-M-3, AmpC, 그리 고 1 균주가 AmpC를 생산하는 것으로 나타났으며, SHV를 생산하는 균주는 없었다. 이들의 항생제내성 유전자가 전달되는지 확인한 결과 동물로부터 분리된 대장균 (CCARM No.1203)에 extended-spectrum $\beta-lactamase$생산 유전자가 전달되는 것을 확인하였다. Random amplified polymorphic DNA와 pulsed field gel electrophoresis분석을 사용하여 genomic DNA에 대한 유전형을 분석한 결과 균주간의 유전적 연관성은 매우 낮은 것으로 나타나 한 병원에서 발견되는 균주는 clonal spread에 의한 것이라는 일반적인 보고와 다른 결과를 얻었다.
Purpose : We studied the degree of changes in antibiotic sensitivity toward causative organisms, prevalence and clinical manifestations of extended-spectrum $\beta$-lactamase(ESBL)-producers of urinary tract infection(UTI) for a period of three years. This serves to provide useful information in selecting adequate drugs for the treatment of UTI. Methods : We recruited 137 patients who grew more than $10^5$ CFU/mL in their urine culture among 250 patients who visited and were admitted to Handong University's Sunlin Hospital for UTI treatment from January 2003 to December 2005. We retrospectively analyzed the data from the medical records. Results : The common pathogenic organisms were Escherichia coli(65.0%), Klepsiella pneumoniae(14.0%), Enterococcus faecalis(5.8%) and Proteus vulgaris(2.9%) in consecutive order. The prevalence of ESBL-producers among isolated E. coli and K. pneumoniae was 4.5%(4 cases) and 14.3%(2 cases), respectively. The antibiotic sensitivity rates of E. coli were relatively high to amikacin(100%), imipenem(100%), ceftriaxone(95.5%) and tobramycin(91.4%) while relatively low to TMP/SMZ(55.4%), ampicillin/sulbactam(29.4%) and ampicillin(24.2%). Conclusion : The use of ampicillin, ampicillin/sulbactam and TMP/SMZ, which have been the first choices in the treatment of UTI, should be reconsidered due to the low sensitivity rates towards these antibiotics. Due to the high incidence and antibiotic tolerance of ESBL that might have risen from the development of new antibiotics and increased antibiotic use, it is necessary to consider changing the standard antibiotics that have been used in the treatment of UTI.
목적: 장내세균에서 3세대 cephalosporin 계열 항생제에 내성을 나타내는 주된 내성 기전은 extended spectrum β-lactamase(ESBL)를 생성하는 것이다. ESBL 생성 장내세균은 ESBL 생성균이라고 하더라도 piperacillin/tazobactam 감수성 균인 경우 piperacillin/tazobactam을 사용해 볼 수 있으며 후향적 연구에서 carbapenem 계열 항생제를 투여한 경우에 비해 열등하지 않은 치료 효과가 보고된 바 있다. 하지만 미국감염학회 2023년 지침에서는 ESBL 생성 그람음성균 감염에서 carbapenem 계열 항생제를 권고하고 piperacillin/tazobactam 감수성인 그람음성균이더라도 carbapenem 계열 항생제를 투여하도록 하고 있다. 하지만 carbapenem 내성 장내세균의 증가 등으로 비 carbapenem 계열의 항생제들의 사용 필요성에 대한 평가는 아직도 필요한 상황이다. 이에 제주대학교병원의 ESBL 생성 장내세균속 균혈증 환자들의 carbapenem과 비 carbapenem 계열 항생제의 치료 효과를 보고한다. 방법: 2021년 1월부터 12월까지 527명의 성인 장내세균속 균혈증 환자들 중에서 ESBL 생성 장내세균속 환자 152명을 대상으로 후향적 자료를 수집하고 3개월 이내 장내세균 감염이 있었던 환자들과 30일 후 추적 관찰을 하지 못한 환자들을 제외하고 분석하였다. 결과: 총 118명의 ESBL 생성 장내세균속 균혈증 환자들중에서 54명의 환자가 확정적 항생제로 비 carbapenem 계열 항생제로 치료하였고 64명의 환자가 carbapenem 계열 항생제로 치료하였다. Kaplan-Meier 생존 분석 방법으로 30일 치료 실패율과 사망률을 분석한 결과 30일 치료 실패율은 비 carbapenem군이 16.7%, carbapenem군이 18.8%로 양 군 간의 유의한 차이는 없었다(p = 0.65). 30일 사망률은 비 carbapenem 계열군이 14.8%, carbapenem 계열군이 17.2%로 양 군 간의 유의한 차이는 없었다(p = 0.63). 전체 환자들 중에서 치료 실패한 환자들을 다변량 로지스틱 회귀 분석한 결과에서 요로 감염 외 감염과 이전 30일 이내 항생제 사용력이 있는 경우 치료 실패의 위험인자로 확인되었다. 결론: ESBL 생성 장내세균속 균혈증 환자들은 국내에서 확정적 항생제로 비 carbapenem 계열의 항생제를 사용해 볼수 있으나 중증 환자들을 포함한 다기관, 전향적 후속 연구들이 필요하다.
목 적 : 2000년 6월과 7월에 본원 신생아 중환자실에서는 ESBL 생성 K. pneumoniae에 의한 패혈증이 집단 발생하여 전체 환아에 대한 보균 상태를 파악하고 감염관리를 위해 감시배양을 실시하였다. 당시 집단 보균 상태임을 발견하여 보균자에 대한 격리를 실시한 결과 집단보균을 해결할 수 있었으나 대부분의 환아가 보균 상태로 퇴원하였다. ESBL 생성 K. pneumoniae는 대변 내 균이 장착되어서 입원 환아들간에 집단 감염을 일으킬 수 있으며, 이러한 균주에 의한 집단감염은 치료와 예후에 중요한 인자로 작용될 것으로 생각된다. 이에 저자들은 집단보균 발생시 분리된 ESBL 생성 K. pneumoniae의 분자 역학적 특징과 보균환아들의 추적관찰 결과를 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 2000년 7월 28일부터 12월 30일까지 입원환아를 대상으로 직장내 도말법으로 감시배양검사를 시행하였다. 감시배양검사는 재원환아들에서 1주 간격으로 시행하였고, 신환은 입원 당일에 시행하였다. 균주의 형별 검사를 위해서 Pulsed-field gel electrophoresis(PFGE)를 시행하였고, 보균 상태로 퇴원했던 환아들은 외래에서 대변 배양검사로 추적 관찰하였다. 결 과 : 감시 배양기간 중 총 80명(28.5%)의 환아에서 보균이 확인되었고, 퇴원시 5명(6.3%)에서 음성이 확인되었다. PFGE를 시행한 65명의 타이핑 결과, 일회의 PFGE를 시행한 53명에서 분리된 균주의 염색체 유전자 분획양상은 집단클론 6가지, 단독클론 10가지형으로 분류되었고, 집단 클론 중 A형이 28명(52.8%)으로 가장 많았고, B형이 11명(20.8%), C, D, F, G형이 각각 1명(1.9%)이었다. 2회 이상 검사를 시행한 12명 중 초기검사에서는 A형이 10명(83.3%)으로 월등히 많았고 B형은 2명(16.7%)이었으며, 추적검사에서 분획 양상이 변화된 경우는 6명(50%)이었고, 이들은 A나 B로 변화된 경우가 각각 2명(33.3%)이었다. 변화되지 않은 6명(50%)은 모두 A형으로 남아 있었다. 월별 PFGE 양상은 처음 배양시 집단클론 A, B, C, D형 4가지와 단독클론 세 가지형이었으나 감염 관리를 하면서 11월부터 집단클론 A, B 두 가지형으로 나타나는 양상을 보였고, A형이 더 우세하였다. 보균된 상태로 퇴원한 75명 중 외래 추적관찰이 가능했던 30명을 대상으로 대변 배양검사를 시행한 결과 모두 음성이 확인되었다. 결 론 : 다양한 클론의 균주에 의한 집단보균 상태는 감염 관리를 하면서 단일 클론으로 변화하는 양상을 보였고, A형이 우세한 것으로 보아 집단 보균을 일으킨 유형 중 주 집단 클론은 A형이었음을 알 수 있었다. ESBL 생성 K. pneumoniae 보균 상태는 중환자실내에 입원기간 중에는 거의 지속되지만, 지역사회로 복귀하면 전부 해제되는 것으로 보인다.
Ryou, Sung Hyeok;Bae, Jong Wook;Baek, Hyun Jin;Lee, Doo Hyuk;Lee, Sang Won;Choi, Gyu Ho;Han, Kyu Hyung;Kim, Se Weon;Kim, Hyunbeom;Hong, Goohyeon
Tuberculosis and Respiratory Diseases
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제78권4호
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pp.371-374
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2015
Pulmonary pneumatoceles are air-filled thin-walled spaces within the lung and are rare in adult cases of pneumonia. We report the case of a 74-year-old male who was admitted with a cough and sputum production. He had been treated with oral dexamethasone since a brain tumorectomy 6 months prior. Contrast-enhanced computed tomography (CT) of the chest revealed a large pneumatocele in the right middle lobe and peripheral pneumonic consolidation. Bronchoalveolar lavage was performed; cultures identified extended-spectrum ${\beta}$-lactamase (ESBL) producing Proteus mirabilis. A 4-week course of intravenous ertapenem was administered, and the pneumatocele with pneumonia resolved on follow-up chest CT. To the best of our knowledge, this is the first reported case of pulmonary pneumatocele caused by ESBL-producing P. mirabilis associated with pneumonia.
Kim, Jun-Seob;Cho, Da-Hyeong;Park, Myeongseo;Chung, Woo-Jae;Shin, Dongwoo;Ko, Kwan Soo;Kweon, Dae-Hyuk
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제26권2호
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pp.394-401
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2016
Recently, the clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-associated protein 9 (CRISPR/Cas9) system, a genome editing technology, was shown to be versatile in treating several antibiotic-resistant bacteria. In the present study, we applied the CRISPR/Cas9 technology to kill extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing Escherichia coli. ESBL bacteria are mostly multidrug resistant (MDR), and have plasmid-mediated antibiotic resistance genes that can be easily transferred to other members of the bacterial community by horizontal gene transfer. To restore sensitivity to antibiotics in these bacteria, we searched for a CRISPR/Cas9 target sequence that was conserved among >1,000 ESBL mutants. There was only one target sequence for each TEM- and SHV-type ESBL, with each of these sequences found in ~200 ESBL strains of each type. Furthermore, we showed that these target sequences can be exploited to re-sensitize MDR cells in which resistance is mediated by genes that are not the target of the CRISPR/Cas9 system, but by genes that are present on the same plasmid as target genes. We believe our Re-Sensitization to Antibiotics from Resistance (ReSAFR) technology, which enhances the practical value of the CRISPR/Cas9 system, will be an effective method of treatment against plasmid-carrying MDR bacteria.
병원내 항생제 다제 내성을 일으키는 CTX-M형 ESBL을 생성하는 E. coli와 Klebsielia pneumoniae의 생성현황을 조사하고 이들 균주로 인한 감염증치료와 역학적 조사연구에 도움이 되고자 효소의 유전형을 규명하였다. 2005년 7월-12월에 부산에 소재하고 있는 2개의 종합병원에서 분리된 E. coli와 K. pneumoniae 각각 153주, 52주를 수집하였다. 그 중에서 ESBL을 생성 하는 균주를 검출하기 위해 Double disk synergy test를 시행하여서 E. coli 23주와 K. pneumoniae 13주를 분리하였다. 균주의 동정은 Vitek system GNI card(bioMerieux Vitek Inc., Hazelwood, Mo., U.S.A.)로 확인하였고, 항생제감수성시험은 disk diffusion method 와 agar dilution method를 사용하였다. 분리된 균주들의 내성을 일으키는 ESBL유전형을 규명하기 위하여 Isoelectric focusing(IEF), polymerase chain reaction test, DNA sequencing을 시행하였다. A병원의 13주와 B병원의 10주로 총 23주의 E. coli(15.0%)와 A병원의 7주와 B병원의 6주로 K. pneumoniae 13주(25.0%)가 double disk synergy test 양성으로 ESBL 생성균주로 판정하였다. ESBL 생성 36균주를 대상으로 bla$_{TEM}$, bla$_{SHV}$, bla$_{CTX-M}$ 유전자 검출을 위한 PCR을 시행한 결과 bla$_{TEM}$ 유전자는 13주(36.1%), bla$_{SHV}$ 유전자는 13주(36.1%), bla$_{CTX-M}$ 유전자는 32주(88.9%)가 양성반응을 보여서 bla$_{CTX-M}$ 유전자를 가진 균주가 가장 많이 나타났다. 그리고, bla$_{TME}$, bla$_{SHV}$ 두 가지 유전자를 가지고 있는 균주는 1주(2.8%)만 나타났고 bla$_{TEM}$, bla$_{CTX-M}$두 가지 유전자를 가지고 있는 균주는 9주(25.0%), bla$_{SHV}$, bla$_{CTX-M}$ 두 가지 유전자를 가지고 있는 균주가 10주(27.8%)로 나타나 bla$_{CTX-M}$을 포함하는 복합유전자가 많이 증가함을 알 수 있었다. 또한 CTX-M형 ESBL을 생성하는 E. coli와 K. pneumoniae에 대한 cefutaxime의 MIC는 256 $\mu$g/m1 이상으로 ceftazidime의 16-256 $\mu$g/mL 이상보다 높은 분포를 보였다. 즉, CTX-M형 ESBL 유전자를 지닌 균주에 대한 cefotaxim의 MIC는 ceftazidime의 MIC에 비해서 상대적으로 높은 양상을 보였다. 이러한 결과는 국내의 대학병원 뿐 만 아니라 일반종합병원에서도 CTX-M형 ESBL 생성 E. coli와 K. pneumoniae가 존재하며 확산 중임을 시사한다. 앞으로 CTX-M형 ESBL의 만연과 변종 CTX-M형 ESBL의 출연을 감시하기 위한 정기적인 연구와 조사가 필요한 것으로 생각한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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